Eteenpäin kaareva moottoroitu juoksupyörä
Kun olemme määrittäneet tarvittavan tilavuusvirtauksen, olipa kyseessä sitten raitisilman tuottaminen tai prosessijäähdytys, meidän on yhdistettävä se virtausvastukseen, jonka puhaltimen on kohtattava sovelluksessa. Tilavuusvirtaus (m3/h) ja paine (pascaleina - Pa) yhdistetään muodostamaan käyttöpiste, jota vasten puhaltimen on toimittava. On tärkeää, että valitsemme puhaltimen, jonka suorituskykyominaisuudet vastaavat vaadittua käyttöpistettä huipputehokkuuspisteessä tai sen lähellä. Puhaltimen käyttäminen huipputehokkuudella minimoi puhaltimen virrankulutuksen ja melupäästöt samalla, kun se tarjoaa vaaditun suorituskyvyn.
Miten eteenpäin kaareva keskipakopuhallin toimii?
Nimi 'keskipakopuhallin' on johdettu virtaussuunnasta ja siitä, miten ilma tulee siipipyörään aksiaalisessa suunnassa ja sitten työntyy ulos puhaltimen ulkokehältä. Eteenpäin ja taaksepäin kaartuvien keskipakopuhaltimien virtaussuunnan ero on suunta, johon ilma poistuu siipipyörän kehältä. Taaksepäin kaartuvalla siipipyörällä ilma poistuu säteittäisessä suunnassa, kun taas eteenpäin kaartuvalla ilma poistuu tangentiaalisesti puhaltimen kehältä.
Eteenpäin kaartuvalle keskipakopuhaltimelle on ominaista sen lieriömäinen muoto ja useita pieniä siipiä siipipyörän kehällä. Alla olevassa esimerkissä tuuletin pyörii myötäpäivään.
Toisin kuin taaksepäin kaartuva siipipyörä, eteenpäin kaartuva siipipyörä vaatii kotelon, joka muuntaa siipipyörän lavan kärjistä lähtevän suuren nopeuden ilman hitaammin virtaavaksi staattiseksi voimaksi. Kotelon muoto myös ohjaa ilmavirran ulostuloon. Tämän tyyppistä puhallinkoteloa kutsutaan yleisesti scroll-puhaltimen koteloksi; sitä voidaan kuitenkin kutsua myös kierukka- tai sirocco-koteloksi. Asentamalla eteenpäin kaartuvan siipipyörän scroll-koteloon kutsumme sitä yleensä eteenpäin kaartuvaksi puhaltimeksi.
On olemassa kahdenlaisia puhaltimia, joissa on eteenpäin kaartuva moottoroitu siipipyörä, kuten alla on esitetty…
Vasemmalla oleva yksiaukkoinen puhallin imee ilmaa kotelon toiselta puolelta pyöreän tuloaukon kautta ja ohjaa sen neliönmuotoiseen ulostuloaukkoon (tässä näkyy kiinnityslaippa). Kaksiaukkoisessa puhaltimessa on leveämpi kierukkakotelo, joka imee ilmaa kierukan molemmilta puolilta ja toimittaa sen leveämpään neliönmuotoiseen ulostuloaukkoon.
Kuten taaksepäin kaartuvissa keskipakopuhaltimissa, siipipyörän lavan imupuoli vetää ilmaa puhaltimen keskeltä, mikä johtaa ilmavirran suunnan muutokseen imu- ja poistoaukon välillä 90 astetta.
Tuulettimen ominaisuus
Eteenpäin kaartuvan keskipakopuhaltimen optimaalinen toiminta-alue on silloin, kun se toimii korkeammalla paineella. Eteenpäin kaartuva keskipakopuhallin toimii parhaiten, kun tarvitaan suuria paineita pienempiä tilavuusvirtoja vastaan. Alla oleva kaavio havainnollistaa optimaalista työaluetta…
Tilavuusvirtaus on piirretty X-akselille ja järjestelmän paine Y-akselille. Kun järjestelmässä ei ole painetta (puhallin puhaltaa vapaasti), eteenpäin kaartuva keskipakopuhallin tuottaa suurimman tilavuusvirran. Kun puhaltimen imu- tai poistopuolelle kohdistetaan virtausvastus, tilavuusvirtaus laskee.
Eteenpäin kaartuvaa puhallinta valittaessa on noudatettava varovaisuutta alhaisilla paineilla ja suurimmalla tilavuusvirtauksella. Tässä vaiheessa siipipyörä toimii aerodynaamisessa koloissa samalla tavalla kuin aksiaalipuhallin, joka toimii käyränsä satulakärjessä. Tässä vaiheessa melu ja tehonkulutus ovat huipussaan turbulenssin vuoksi.
Huippuhyötysuhde on ominaiskäyrän käänteessä. Tässä kohdassa puhaltimen tehon (tilavuusvirta (m3/s) x staattinen paine (Pa) ja sähkötehon (W) suhde on suurimmillaan ja puhaltimen tuottama äänenpaine on hiljaisimmillaan. Optimaalisen toiminta-alueen ylä- ja alapuolella virtaus puhaltimen yli muuttuu meluisammaksi ja puhallinjärjestelmän hyötysuhde laskee.
Yhden sisääntuloaukon, eteenpäin kaartuvan moottoroidun siipipyörän käytön etuna on jyrkkä puhaltimen käyrä. Tämä on erityisen hyödyllistä järjestelmissä, jotka vaativat tasaista suodatustasoa. Kun ilma kulkee hiukkassuodattimen läpi, suodatin pidättää ilmassa olevan pölyn ja siitepölyn. Mitä hienompi suodatusaste, sitä pienempiä hiukkasia suodatin pidättää. Ajan myötä suodatin tukkeutuu yhä enemmän liasta ja roskista, minkä seurauksena saman ilmamäärän tuottamiseen tarvitaan enemmän painetta. Jyrkän käyrän omaavan siipipyörän käyttö tarkoittaa tässä tapauksessa sitä, että suodattimen tukkeutuessa yhä enemmän tilavuusvirta pysyy vakiona, kun taas paine suodattimen yli kasvaa.
Eteenpäin kaarevan, kaksinkertaisesti imuaukon omaavan juoksupyörän etuna on, että suhteellisen pienikokoinen puhallin voi tuottaa suuren virtausmäärän. Kaksinkertaisesti imuaukon omaavan puhaltimen kompromissina on alhaisempi paineenkehitys, mikä tarkoittaa, että se toimii vain matalapainejärjestelmissä.
Kiinnitysvaihtoehdot
Kuten aiemmin mainittiin, eteenpäin kaartuva moottoroitu siipipyörä tuottaa lavan kärkiin nopeaa ilmaa, jota on ohjattava ja hidastettava dynaamisen paineen muuttamiseksi staattiseksi paineeksi. Tämän helpottamiseksi rakennamme siipipyörän ympärille kierukan. Muoto luodaan siipipyörän keskipisteen ja puhaltimen ulostuloaukon välisten etäisyyksien suhteena. Kuten taaksepäin kaartuvan puhaltimen kohdalla, on myös suositeltavaa, että imurenkaan ja siipipyörän suun välillä on pieni päällekkäisyys. Molemmat asennusnäkökohdat on esitetty alla olevassa kaaviossa…
Imurenkaan halkaisijan tulisi sallia vain pieni rako juoksupyörän ja renkaan välillä ilman kierron estämiseksi.
Asennusohjeet - Välykset
On tärkeää varmistaa riittävä vapaa tila imupuolella ja puhaltimen sivulla…
Riittämätön välys puhaltimen imupuolella lisää imunopeutta, mikä johtaa turbulenssiin. Turbulenssi lisääntyy ilman kulkiessa siipipyörän läpi, mikä tekee energiansiirrosta puhaltimen siivestä ilmaan tehottomampaa, aiheuttaa enemmän melua ja heikentää puhaltimen hyötysuhdetta.
Yleisiä suosituksia imu- ja pakokaasuolosuhteille ovat:
Sisääntulopuoli
- Ei esteitä tai virtaussuunnan muutoksia puhaltimen halkaisijan 1/3 etäisyydellä puhaltimen tuloaukosta
Yhteenveto – Miksi valita eteenpäin kaartuva keskipakopuhallin?
Kun vaadittu toimintapiste osuu puhaltimen ominaiskäyrän mukaan korkeampien järjestelmäpaineiden ja pienemmän tilavuusvirran alueelle, on harkittava yhdellä imuaukolla varustettua eteenpäin kaartuvaa keskipakopuhallinta. Jos sovelluksen vaatimus on suuri tilavuusvirtaus ahtaassa tilassa, on harkittava kahdella imuaukolla varustettua eteenpäin kaartuvaa keskipakopuhallinta.
Puhallin tulisi valita optimaalisen alueensa sisällä, joka on sen ominaiskäyrän niin sanottu taitekohta. Huipputehokkuus on puhaltimen ominaiskäyrän lähempänä korkeampaa painerajaa, jossa se toimii myös hiljaisimmillaan. Käyttöä optimaalisen alueen ulkopuolella (suuren tilavuusvirran äärikohdissa) tulisi välttää, koska turbulenssi ja siipipyörän aerodynaaminen hyötysuhde näissä kohdissa aiheuttavat melua ja siipipyörä toimii myös aerodynaamisessa sakassa. Alhaisilla paineilla ja suurilla tilavuusvirtauksilla on otettava huomioon moottorin käyttölämpötila kuormituksen aikana, koska moottorin ylikuumeneminen on mahdollista.
Ilman virtaus juoksupyörän imupuolella tulisi pitää mahdollisimman tasaisena ja laminaarisena. Hyötysuhteen maksimoimiseksi puhaltimen imuaukolle tulisi jättää vähintään 1/3 juoksupyörän halkaisijasta oleva rako. Käyttämällä juoksupyörän imuaukon päällekkäin olevaa imusuutinta voidaan poistaa virtaushäiriöt ennen kuin ilma imetään puhaltimen läpi, vähentää turbulenssin aiheuttamaa melua, pitää tehonkulutuksen käyttöpisteessä mahdollisimman pienenä ja maksimoida hyötysuhde.
Jyrkkä käyttökäyrä, yksiaukkoisten puhaltimien korkeampi painekapasiteetti ja kaksiaukkoisten puhaltimien suuri virtauskapasiteetti tarkoittavat, että eteenpäin kaartuva puhallin on hyödyllinen vaihtoehto monenlaisissa asennuksissa.
Julkaisun aika: 16. elokuuta 2023